Eletricidade I - Corrente alternada, aparelhos de medição

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ

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EEL621P

Marcelo Marques Pirani - 27864

Itajubá

Agosto de 2016

Sumário

1 - OBJETIVO        1

2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA        2

2.1 - Corrente Alternada        2

3 - PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL        4

3.1 - Materiais Utilizados        4

3.2 - Montagem do Circuito        6

3.3 - Leituras dos Aparelhos de Medição        8

3.4 - Cálculo e Análise        10

4 - CONCLUSÃO        12

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1 - OBJETIVO

   O objetivo deste relatório é apresentar os resultados, análises e conclusões sobre as aulas praticas de eletricidade. Para tanto, será abordada uma breve discussão sobre a teoria do funcionamento da corrente alternada, seguida da descrição do procedimento experimental, que envolve um breve resumo sobre o funcionamento da aparelhagem de laboratório e dos medidores, além de um esquema representando o circuito montado e os instrumentos.

 

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2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 - Corrente Alternada

   A corrente alternada é uma corrente que varia seu sentido no tempo de forma periódica, sendo, na maioria dos casos, representada por ondas senoidais.

   A forma de onda da tensão em corrente alternada por ser descrita matemáticamente por:

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Sendo:

v(t):  valor instantâneo da tensão

V   :  Tensão de pico

f    :   Frequência de oscilação da corrente alternada

 :  Fase inicial[pic 4]

Já a corrente é representada matematicamente por:

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Sendo:

i(t):  valor instantâneo da corrente

I   :  Corrente máxima

f   :   Frequência de oscilação da corrente alternada

:  Fase inicial[pic 6]

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Figura 1 - Forma da corrente alternada

Na maioria dos casos, a tensão da corrente alternada é representada por seu valor eficaz, que pode ser calculado por:

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3 - PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

3.1 - Materiais Utilizados

   A seguir serão apresentados os equipamentos usados no procedimento experimental; tanto os aparelhos de medição, quanto aqueles necessários para a execução:

Varivolt:  

   O varivolt é um equipamento muito utilizado em testes para circuítos e componentes eletrônicos. Sendo esse um aparelho eletromecânico que apresenta uma bobina variável (autotransformador) que recebe, em sua entrada, uma tensão de corrente alternada fixa, e então fornece em sua saída um valor de corrente alternada ajustável.

   O ajuste de tensão é feito girando-se um eixo que movimenta o cursor do varivolt. O cursor é ligado a um ponto de contato deslizante ao longo de um bobina.

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Figura 1 - O Varivolt ou "Autotransformer"

Osciloscópio:

   O osciloscópio é um aparelho utilizado para medição e visualizão e análise de sinais de  tensão, tendo  como saída gráficos em função do tempo. Sendo assim, é muito conveniente para análise de tensões alternadas já que indica como o sinal elétrico varia no tempo. Além disso, é muito eficiente para obter valores de período e frequência.

   Para ajudar nas medições uma grade é desenhada na face da tela, representando distâncias fixas.

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Figura 2 - Osciloscópio utilizado em laboratório

Multímetro:

   O multímetro é um equipamento capaz de medir e avaliar uma variedade de grandezas elétricas. Para tanto, incorpora diversos instrumentos de medidas num único aparelho, tal como: voltímetro, amperímetro, ohmímetro, capacímetro, entre outros.

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Figura 3 - Multímetro utilizado em laboratório

Amperímetro:

   O amperímetro é um instrumento utilizado para a medição da corrente dentro de um circuíto elétrico. Esse instrumento possuí uma escala graduada que indica os valores lidos.

   O amperímetro possui um circuito interno e uma resistência, portanto é desejável que essa resistência tenha um valor baixo para que não interfira no resultado (um valor nulo no caso ideal). Para sua utilização, o aparelho deve ser  conectado em série no circuito.

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Figura 4 - Amperímetro analógico

Voltímetro:

   O voltímetro é um instrumento utilizado para a medição da tensão dentro de um circuíto elétrico. O voltímetro deve ser conectado paralelamente ao circuito, portanto deve apresentar altíssima resistência em seu circuito interno, para que não interfira nas medições.

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Figura 5 - Voltímetro analógico

3.2 - Montagem do Circuito

   

A montagem do circuito para a realização do experimento ocorreu pelas seguintes etapas:

1) O varivolt foi conectado a rede de corrente alternada da bancada em uma fase e um neutro, portanto configurando um tensão de fase. Então, o varivolt foi ajustado para a tensão de 40 V.

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Figura 6 - Rede de A/C com entradas de Fase e Neutro

2) O amperímetro analógico é ligado em série no circuito, enquanto o voltímetro analógico e o multímetro (ajustado para medir tensões) são ligados em paralelo.